package datastruct.avl;

import lombok.Data;

/**
 * @program: DataStructuresAndAlgorithms
 * @description:
 * @author: zhang
 * @create: 2020-03-12 11:17
 */
public class AVLDemo {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {4, 3, 6, 5, 7, 8};
        int[] arr2 = {10,12,8,9,7,6};
        //创建一个AVLTree对象
        AVLTree avlTree = new AVLTree();
        //添加结点
        for (int i = 0; i < arr2.length; i++) {
            avlTree.add(new Node(arr2[i]));
        }
        //遍历
        System.out.println("中序遍历");
        avlTree.infixOrder();

        System.out.println("在没有做平衡处理~~~");
        System.out.println("树的高度: " + avlTree.getRoot().height());
        System.out.println("树的左子树的高度: " + avlTree.getRoot().left.height());
        System.out.println("树的右子树的高度: " + avlTree.getRoot().right.height());
        System.out.println("当前的根结点: " + avlTree.getRoot());
    }
}

//创建AVL树
@Data
class AVLTree {
    private Node root;

    //1、返回的以node为根结点的二叉排序树的最小结点的值
    //2、删除node 为根结点的二叉排序树的最小结点
    public int delRightTreeMin(Node node) {
        Node target = node;
        //循环的查找左子结点，就会找到最小值
        while (target.left != null) {
            target = target.left;
        }
        //这时target就指向了最小结点
        //删除最小结点
        delNode(target.value);
        return target.value;
    }

    //删除结点
    public void delNode(int value) {
        if (root == null) {
            return;
        } else {
            //1.需要先去找到要删除的结点 targetNode
            Node targetNode = search(value);
            //如果没有找到要删除的结点
            if (targetNode == null) {
                return;
            }
            //如果我们发现当前这颗二叉排序树只有一个结点
            if (root.left == null && root.right == null) {
                root = null;
                return;
            }
            //去找到targetNode的父结点
            Node parent = searchParent(value);
            //如果要删除的结点是叶子结点
            if (targetNode.left == null && targetNode.right == null) {
                //判断targetNode是父结点的左子结点，还是右子结点
                if (parent.left != null && parent.left.value == value) {
                    parent.left = null;
                } else if (parent.right != null && parent.right.value == value) {
                    parent.right = null;
                }
            } else if (targetNode.left != null && targetNode.right != null) {
                //删除有两颗子树的结点
                int minValue = delRightTreeMin(targetNode.right);
                targetNode.value = minValue;
            } else {
                //删除只有一颗子树的结点
                //如果要删除的结点有左子结点
                if (targetNode.left != null) {
                    //如果targetNode是parent的左子结点
                    if (parent.left.value == value) {
                        parent.left = targetNode.left;
                    } else {
                        parent.right = targetNode.left;
                    }
                } else {//如果要删除的结点有右子结点
                    if (parent.left.value == value) {
                        parent.left = targetNode.right;
                    } else {
                        parent.right = targetNode.right;
                    }
                }
            }
        }
    }

    //查找父结点
    public Node searchParent(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        } else {
            return root.searchParent(value);
        }
    }

    // 查找结点
    public Node search(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        } else {
            return root.search(value);
        }
    }

    //添加结点的方法
    public void add(Node node) {
        if (root == null) {
            root = node;
        } else {
            root.add(node);
        }
    }

    //中序遍历
    public void infixOrder() {
        if (root != null) {
            root.infixOrder();
        } else {
            System.out.println("空树");
        }
    }
}

class Node {
    int value;
    Node left;
    Node right;

    public Node(int value) {
        this.value = value;
    }

    //返回左子树的高度
    public int leftHeight() {
        if (left == null) {
            return 0;
        }
        return left.height();
    }

    //返回右子树的高度
    public int rightHeight() {
        if (right == null) {
            return 0;
        }
        return right.height();
    }

    //返回当前结点的高度，以该结点为根结点的树的高度
    public int height() {
        return Math.max(left == null ? 0 : left.height(), right == null ? 0 : right.height()) + 1;
    }

    //左旋转方法(在添加结点的时候调用)
    private void leftRotate() {
        //创建新的结点、以当前根结点的值
        Node newNode = new Node(value);
        //把新的结点的左子树设为当前结点的左子树
        newNode.left = left;
        //把新的结点的右子树设置成当前结点的右子树的左子树
        newNode.right = right.left;
        //把当前结点的值替换成右子结点的值
        value = right.value;
        //把当前结点的右子树设置成当前结点右子树的右子树
        right = right.right;
        //把当前结点的左子树（左子结点）设置成新的结点
        left = newNode;
    }

    //右旋转
    private void rightRotate(){
        Node newNode = new Node(value);
        newNode.right = right;
        newNode.left = left.right;
        value = left.value;
        left = left.left;
        right = newNode;
    }
    //查找要删除的结点
    public Node search(int value) {
        if (value == this.value) {
            return this;
        } else if (value < this.value) {
            if (this.left == null) {
                return null;
            }
            return this.left.search(value);
        } else {
            if (this.right == null) {
                return null;
            }
            return this.right.search(value);
        }
    }

    //查找要删除结点的父结点
    public Node searchParent(int value) {
        if ((this.left != null && value == this.left.value) ||
                (this.right != null && value == this.right.value)) {
            return this;
        } else {
            if (value < this.value && this.left != null) {
                return this.left.searchParent(value);
            } else if (value >= this.value && this.right != null) {
                return this.right.searchParent(value);
            } else {
                return null;
            }
        }
    }

    //添加结点的方法
    //递归的形式添加结点，需要满足二叉排序树的要求
    public void add(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        //判断传入结点的值，和当前子树根结点的值关系
        if (node.value < this.value) {
            //如果当前结点左子结点为null
            if (this.left == null) {
                this.left = node;
            } else {
                //递归向左子树添加
                this.left.add(node);
            }
        } else {
            if (this.right == null) {
                this.right = node;
            } else {
                this.right.add(node);
            }
        }
        //当添加完一个结点后，如果: (右子树的高度-左子树的高度) > 1,左旋转
        if (rightHeight() - leftHeight() > 1) {
            //如果它的右子树的左子树它的右子树的高度
            if (right != null && right.leftHeight() > right.rightHeight()){
                //先对右子结点进行右旋转
                right.rightRotate();
                //然后对当前结点进行左旋转
                leftRotate();
            }else {
                leftRotate();
            }
            return;//必须要
        }
        //当添加完一个结点后，如果:（左子树的高度 - 右子树的高度） > 1,右旋转
        if (leftHeight() - rightHeight() > 1){
            //如果他的左子树的右子树高度大于它的左子树的高度
            if (left != null && left.rightHeight() > left.leftHeight()){
                //先对当前结点的左节点（左子树）———>（左旋转）
                left.leftRotate();
                //再对当前结点进行右旋转
                rightRotate();
            }else {
                //直接进行右旋转即可
                rightRotate();
            }
        }
    }

    //中序遍历
    public void infixOrder() {
        if (this.left != null) {
            this.left.infixOrder();
        }
        System.out.println(this.value);
        if (this.right != null) {
            this.right.infixOrder();
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Node{" +
                "value=" + value +
                '}';
    }
}